Swirl típusú keverőrács áramlásra gyakorolt hatásának vizsgálata
Swirl típusú keverőrács áramlásra gyakorolt hatásának vizsgálata
Tiborcz Lívia, Energetikai Mérnök MSc, V. évf.
Konzulensek: Dr. Tóth Sándor, Dr. Aszódi Attila, BME Nukleáris Technikai Intézet
A nukleáris energetikában a folyamatos fejlesztések a gazdaságosabb és a biztonságosabb üzem elérésére törekednek. A fejlesztéseket megalapozó elemzések közül a fűtőelem-köteg hűtésére használt közeg áramlási jellemzőinek és hőmérséklet-eloszlásának meghatározása mindig is nagy jelentőséggel bírt. Az utóbbi időben a CFD (Computational Fluid Dynamics) kódokat egyre szélesebb körben alkalmazzák az említett területen is. Az egyik alkalmazás a fűtőelem-pálcák rögzítésére használt távtartórácsok áramlási folyamatokra gyakorolt hatásának vizsgálata.
Az üzemanyag-kazettákban a pálcák pozicionálására használt távtartórácsok keverőfülekkel való ellátása a nyugati PWR-ekben (Pressurized Water Reactor) már ma is elterjedt. A kazettákban kialakuló termohidraulikai folyamatok vizsgálatához és a keverőfülek tervezéséhez nélkülözhetetlen azok áramlásra gyakorolt hatásának meghatározása. Egy az OECD NEA (Organization for Economic Co-operation and Development, Nuclear Energy Agency) által meghirdetett nemzetközi kutatás keretei között a résztvevők két különböző geometriájú távtartórács áramlásra gyakorolt hatását vizsgálták CFD kódokkal. Az egyik az ún. swirl típusú keverőrács volt, melynek vizsgálatával foglalkoztam. Ezen rács minden rácspontjában négy-négy különböző orientációjú keverőfül található.
A dolgozat a tavalyi TDK munkámban és szakdolgozatomban végzett munka folytatása. Jelen munkában új CFD elemzést végeztem SAS (Scale Adaptive Simulation) szimuláció alkalmazásával, amely alkalmas a kialakuló örvénystruktúrák felbontására. A számítás célja pontosabb kép alkotása a swirl típusú keverőrács áramlásra gyakorolt hatásáról. Az új, illetve a már meglévő számítási eredményeket összehasonlítottam nemrégiben közzétett mérési adatokkal. A szimuláció során a tavalyi TDK dolgozat eredményeit, mint belépő peremfeltételt használtam fel. Eredményeimet több nemzetközi fórumon is bemutattam.
Irodalom:
[1] Golibrodo,L.A., Strebnev,N.A., Kurnosov,M.M., Galkin,I.U., Vdovkina,I.K., "CFD simulation of turbulent flow structures in a rod bundle array with the split-type spacer grids", In Proc. of Experimental Validation and Application of CFD and CMFD Codes in Nuclear Reactor Technology (CFD4NRS-4), Daejon, Korea, September 10-12, 2012.
[2] Lee,J.R., Kim,J., Song,C-H., Synthesis of the OECD/NEA-KAERI rod bundle CFD benchmark exercise, In Proc. of Experimental Validation and Application of CFD and CMFD Codes in Nuclear Reactor Technology (CFD4NRS-4), Daejeon, Korea, September 10-12, 2012.
[3] OECD/NEA-MATIS-H benchmark:Final benchmark specifications,2011.
